第1步：全部放在一起

首先，我建議你做一些arduino教程處理RF發(fā)射器只是為了確保您的部件正常工作且接線正確。有很多可用的例子，包括代碼（對(duì)于那些對(duì)C和C ++幾乎沒(méi)有了解的人）。

按照下面的接線圖來(lái)組裝arduino和傳感器。在連接arduinos時(shí)要記住的一件事是我使用的數(shù)據(jù)端口不是而是推薦的。

IF 您決定更改所使用的數(shù)據(jù)端口，只需在代碼中定義引腳即可。就個(gè)人而言，我認(rèn)為堅(jiān)持使用arduino庫(kù)識(shí)別的默認(rèn)端口更容易。

為了清楚起見(jiàn)，納米和uno是可以互換的，但我在項(xiàng)目的發(fā)射器側(cè)使用納米來(lái)減小溫度監(jiān)控器的尺寸。

旁注：持有nano的綠色裝置是3D打印容器。

步驟2：接收器

步驟3：發(fā)射器

步驟4：代碼

一次接線完成你需要運(yùn)行所有程序并安裝庫(kù)（如果你還沒(méi)有），我只是假設(shè)你有，你需要啟動(dòng)Matlab并運(yùn)行iPhone支持包。此時(shí)你的手機(jī)和Matlab都需要在同一個(gè)wifi網(wǎng)絡(luò)上。

在Matlab的命令窗口中寫(xiě)道：

connector on

這將提示你輸入用于連接iPhone的五位數(shù)密碼。確保記住密碼。輸入密碼后，Matlab將顯示一些信息，包括您的IP地址。在下一步中使用它，它來(lái)自Matlab mobile中“傳感器入門(mén)”幫助菜單中的說(shuō)明。

按照以下步驟將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到MathWorks Cloud或計(jì)算機(jī)：

如果要將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)并且尚未安裝，請(qǐng)下載并安裝MATLAB支持在MATLAB中為Apple iOS傳感器打包。

使用“設(shè)置”將MATLAB Mobile連接到MathWorks Cloud或計(jì)算機(jī)。

在MATLAB中（在您的計(jì)算機(jī)上）創(chuàng)建mobiledev對(duì)象，例如：》》 m = mobiledev

選擇一個(gè)或多個(gè)傳感器，然后點(diǎn)擊開(kāi)始。

按照以下步驟在設(shè)備上本地記錄傳感器數(shù)據(jù)：

在“傳感器”屏幕上，選擇要從中收集數(shù)據(jù)的傳感器。

選擇日志。

點(diǎn)按“開(kāi)始”按鈕。

完成數(shù)據(jù)收集后，點(diǎn)擊“停止”按鈕。

在彈出窗口中，輸入傳感器日志的名稱(chēng)。

如果需要，請(qǐng)重復(fù)步驟1-5。

本節(jié)將在第4部分中回顧，因此無(wú)需實(shí)際開(kāi)始收集數(shù)據(jù)。只需將您的手機(jī)放在手邊，就可以使用Matlab移動(dòng)設(shè)備。

現(xiàn)在您需要在計(jì)算機(jī)的某個(gè)位置創(chuàng)建一個(gè)文件夾來(lái)存放Matlab代碼文件。你將有四個(gè)單獨(dú)的文件，兩個(gè)用于后臺(tái)函數(shù)（.m文件）和一個(gè)用于GUI的（.mlapp）的Matlab代碼文件。

首先是你房子里空氣的質(zhì)量計(jì)算（這讓Matlab知道加熱/冷卻房子需要多長(zhǎng)時(shí)間）

function ［Mass］= CalcMass（T_ins，P_out，Chng_dir）

runCalc=0;

Tmp_start=T_ins;

time_start=clock;

time_end = 0

while runCalc 《= 1

if T_ins==（Tmp_start+（7*Chng_dir））

time_end=clock;

PwrCntr = 0;

runCalc=0;

else PwrCntr = P_out;

runCalc=runCalc+0.1

end

end

time_diag= time_end-time_start

Mass=（P_out*time_diag）/7.035

第二個(gè)：

function ［timestamps， pwr_usage］= dist_cntrl（Lat_in，Lon_in，P_out，r_pref，speed，T_pref，mass）

AutoStat = 1;

i = 1;

while AutoStat == 1

time_start=clock;

m = mobiledev;

t = csvread（‘values.csv’，0，1）;

t= t（i）;

timestamps= ［0，0，0，0，0，0］;

pwr_usage = 0;

i = i+1;

format longg;

%haversine formula for calculating distance based on latitude and

%longintude

a_hav=（sind（（m.Latitude-Lat_in）。/2））.^2+cosd（Lat_in）.*cosd（m.latitude）.*（sind（（m.Longitude-Lon_in）。/2））.^2;

c_hav= 2.*atan2d（sqrt（a_hav），sqrt（1-a_hav））;

d_hav= 6371.*c_hav;

Dist=d_hav.*1000;

%estimates your time to return

time_rtn=（Dist-r_pref）。/speed;

%calculates the necessary thermostat setting based on power out put of

%air conditioner and airmass of the home.

calcTmp_set=（（-1.*P_out.*time_rtn）。/（mass.*（1.005）））+T_pref;

%determines whether the current thermostat setting needs to be changed

if round（calcTmp_set） ~= round（t）

timeACon = clock;

PwrCntr = P_out;

timeACon= timeACon + clock-time_start;

cost=P_out*timeACon*rate;

else

PwrCntr = 0

end

timestamps（end+1，［1:6］） = clock;

pwr_usage（end+1，1）= PwrCntr;

pause（5）

end

end

這兩個(gè)文件都是Matlab函數(shù)。除非您計(jì)劃根據(jù)特定需要修改它們，否則您無(wú)需訪問(wèn)它們，因?yàn)槟鷮腉UI調(diào)用它們。分別保存兩個(gè)文件，第一個(gè)作為CalcMass.m，第二個(gè)作為dist_cntrl.m，這些將是GUI代碼用來(lái)調(diào)用函數(shù)的名稱(chēng)，所以除非你想編輯下面的其余代碼，堅(jiān)持下去命名慣例。

在進(jìn)入GUI代碼之前，您需要打開(kāi)Matlab的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)器，您可以通過(guò)在Matlab菜單欄中導(dǎo)航打開(kāi)，或者通過(guò)我最喜歡的方法打開(kāi)它，該方法在Matlab命令窗口：

appdesigner

打開(kāi)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)器后，打開(kāi)一個(gè)新的應(yīng)用程序文件（.mlapp）并從代碼窗口中刪除所有默認(rèn)代碼。然后用以下內(nèi)容替換所有內(nèi)容并點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕。

classdef Control_1 《 matlab.apps.AppBase

% Properties that correspond to app components

properties （Access = public）

UIFigure matlab.ui.Figure

TabGroup matlab.ui.container.TabGroup

SetupTab matlab.ui.container.Tab

RunDiagnosticButton matlab.ui.control.Button

EnergyEfficiencyRatingEditFieldLabel matlab.ui.control.Label

EnergyEfficiencyRatingEditField matlab.ui.control.NumericEditField

PowerOutputRatingEditFieldLabel matlab.ui.control.Label

PowerOutputRatingEditField matlab.ui.control.NumericEditField

AvgLocalSpeedEditFieldLabel matlab.ui.control.Label

AvgLocalSpeedEditField matlab.ui.control.NumericEditField

DesiredDistancefromHouseEditFieldLabel matlab.ui.control.Label

DDFH matlab.ui.control.NumericEditField

TemperatureDirectionSwitchLabel matlab.ui.control.Label

TemperatureDirectionSwitch matlab.ui.control.Switch

TempSettingsTab matlab.ui.container.Tab

Temperature1SpinnerLabel matlab.ui.control.Label

Temperature1Spinner matlab.ui.control.Spinner

Temperature2SpinnerLabel matlab.ui.control.Label

Temperature2Spinner matlab.ui.control.Spinner

Switch matlab.ui.control.Switch

EditFieldLabel matlab.ui.control.Label

tempnow matlab.ui.control.NumericEditField

GaugeLabel matlab.ui.control.Label

Gauge matlab.ui.control.Gauge

SavingsTab matlab.ui.container.Tab

UIAxes matlab.ui.control.UIAxes

ThisMonthCostEditFieldLabel matlab.ui.control.Label

ThisMonthCostEditField matlab.ui.control.NumericEditField

TotalSavingsEditFieldLabel matlab.ui.control.Label

TotalSavingsEditField matlab.ui.control.NumericEditField

end methods （Access = private） % Value changed function： tempnow

function tempnowValueChanged（app， event）

temp = app.tempnow.Value;

temp=randi（［60，90］，1，50）

app.Gauge.Value = 0

for i = length（temp）

app.Gauge.Value= temp（i）

pause（1）

end

end % Value changed function： TemperatureDirectionSwitch

function TemperatureDirectionSwitchValueChanged（app， event）

way = app.TemperatureDirectionSwitch.Value;

way= uint8（way）

way = length（way）

if way == 4

Chng_dir = -1;

else

Chng_dir = 1;

end

Chng_dir;

end % Value changed function： DDFH

function DDFHValueChanged（app， event）

r_pref = app.DDFH.Value;

end % Value changed function： AvgLocalSpeedEditField

function AvgLocalSpeedEditFieldValueChanged（app， event）

speed = app.AvgLocalSpeedEditField.Value;

end % Value changed function： PowerOutputRatingEditField

function PowerOutputRatingEditFieldValueChanged（app， event）

value = app.PowerOutputRatingEditField.Value;

end 《立方厘米= 1》 《立方厘米= 1》 《立方厘米= 1》 《立方厘米= 1》 % Value changed function： EnergyEfficiencyRatingEditField

function EnergyEfficiencyRatingEditFieldValueChanged（app， event）

value = app.EnergyEfficiencyRatingEditField.Value;

end % Button pushed function： RunDiagnosticButton

function RunDiagnosticButtonPushed（app， event）

way = app.TemperatureDirectionSwitch.Value;

way= uint8（way）

way = length（way）

if way == 4

Chng_dir = -1;

else

Chng_dir = 1;

end

T_ins = app.tempnow.Value

P_out = app.PowerOutputRatingEditField.Value

CalcMass1（T_ins，P_out，Chng_dir） end % Value changed function： Temperature1Spinner

function Temperature1SpinnerValueChanged（app， event）

value = app.Temperature1Spinner.Value;

end % Value changed function： Temperature2Spinner

function Temperature2SpinnerValueChanged（app， event）

value = app.Temperature2Spinner.Value;

end

您可能會(huì)收到錯(cuò)誤，這沒(méi)有問(wèn)題。只需關(guān)閉按下運(yùn)行后生成的GUI，我們馬上就會(huì)收集剩余的必要程序和數(shù)據(jù)。

由于Matlab已經(jīng)設(shè)置完畢，我們可以繼續(xù)使用python。首先，從命令提示符（在Windows上）或使用python文件夾中的.exe文件運(yùn)行python程序。確保使用import命令安裝了所有相應(yīng)的庫(kù)。

% Value changed function： Switch

function SwitchValueChanged（app， event）

m = mobiledev;

Lat_in = m.Latitude

Lon_in = m.Longitude

P_out = 0;

r_pref = app.DDFH.Value;

T_pref = app.Temperature1Spinner.Value;

speed = m.Speed;

mass = 200;

speed = app.AvgLocalSpeedEditField.Value;

Auto_Stat = app.Switch.Value;

dist_cntrl（Lat_in，Lon_in，P_out，r_pref，T_pref，speed，mass）

end

end

這些是您需要開(kāi)始的三個(gè)庫(kù)，盡管我們將要制作我們自己的圖書(shū)館很快如果這些命令出現(xiàn)某種錯(cuò)誤，請(qǐng)返回并確保已安裝庫(kù)并位于python文件夾中的Lib文件夾中。接下來(lái)我們將生成我所謂的pythonlogger庫(kù)。這個(gè)名稱(chēng)不是必需的，您可以隨意調(diào)用它，它只是您創(chuàng)建的python文件（.py）的名稱(chēng)。

打開(kāi)一個(gè)文本編輯器，我使用Sublime3，但記事本工作正常，并輸入此代碼。

% App initialization and construction

methods （Access = private）

將文本另存為“在Lib文件夾中插入所需庫(kù)的名稱(chēng)”.py。另請(qǐng)注意，def pythonprint（）行定義了要調(diào)用的函數(shù)的名稱(chēng)，因此您可以將其更改為def“為函數(shù)插入所需的名稱(chēng)”（）。保存庫(kù)后，我們可以繼續(xù)使用arduino代碼。

打開(kāi)arduino IDE并打開(kāi)兩個(gè)新的草圖窗口。將這兩個(gè)草圖文件保存在方便的地方，這些文件的名稱(chēng)無(wú)關(guān)緊要。然后刪除所有默認(rèn)代碼并將其替換為以下內(nèi)容。

對(duì)于接收arduino：

% Create UIFigure and components

function createComponents（app）

P.S。//driver.printBuffer 。..。 etc行是測(cè)試代碼。除非你做診斷并想知道你是否真的在接收數(shù)據(jù)，否則無(wú)需擔(dān)心。

對(duì)于發(fā)射器arduino

% Create UIFigure

app.UIFigure = uifigure;

app.UIFigure.Position = ［100 100 640 480］;

app.UIFigure.Name = ‘UI Figure’;

include命令應(yīng)該是足夠了，但是如果您以后在數(shù)據(jù)傳輸方面遇到任何問(wèn)題，您可能需要查看RadioHead庫(kù)文件夾并以相同的格式包含其余文件名。

步驟5 ：讓它工作

現(xiàn)在我們已經(jīng)將所有代碼放在一起并且arduino已經(jīng)組裝好了，我們可以將arduino連接到您的計(jì)算機(jī)并加載代碼。確保將正確的代碼發(fā)送到接收和發(fā)送微控制器。您可以在運(yùn)行時(shí)將兩個(gè)arduinos連接到您的計(jì)算機(jī)，但是您必須確保選擇正確的端口向前移動(dòng)，或者您可以斷開(kāi)傳輸arduino并在代碼完成后從其他來(lái)源斷開(kāi)電源。上傳。

說(shuō)到這一點(diǎn)，你應(yīng)該從IDE工具菜單中選擇連接到你的接收arduino的端口并運(yùn)行python。

不要打開(kāi)串行監(jiān)視器這樣做，python無(wú)法在顯示器打開(kāi)時(shí)讀取序列。一旦python打開(kāi)，調(diào)用pythonprint函數(shù)如下。

% Create TabGroup

app.TabGroup = uitabgroup（app.UIFigure）;

app.TabGroup.Position = ［1 1 640 480］;

這將從arduino串口開(kāi)始數(shù)據(jù)收集。如果現(xiàn)在打開(kāi)python文件夾，您將看到創(chuàng)建了一個(gè)名為“test_data.csv”的新.csv文件，該文件包含所有時(shí)間和溫度信息。這將是Matlab訪問(wèn)以執(zhí)行其所有計(jì)算和控制的文件。

另一個(gè)警告：在訪問(wèn)或?qū)懭霐?shù)據(jù)時(shí)不要打開(kāi)test_data.csv。如果這樣做，python和/或Matlab代碼將崩潰并發(fā)回錯(cuò)誤。

如果您決定稍后打開(kāi).csv，您會(huì)注意到時(shí)間列只是一個(gè)非常大的數(shù)字串。這是因?yàn)閠ime.time（）命令寫(xiě)入自1970年1月1日以來(lái)的秒數(shù)。

此時(shí)python應(yīng)該打印從串口讀取的溫度數(shù)據(jù)。它應(yīng)該類(lèi)似于：

% Create SetupTab

app.SetupTab = uitab（app.TabGroup）;

app.SetupTab.Title = ‘Setup’;

不要擔(dān)心額外的字符，即.csv文件第二列中五個(gè)值的Matlab代碼索引。

既然所有的支持程序都在工作并且正在收集數(shù)據(jù)，我們就可以開(kāi)始從之前設(shè)置的Matlab移動(dòng)程序中收集GPS數(shù)據(jù)并運(yùn)行Matlab GUI代碼。進(jìn)入Matlab mobile的傳感器選項(xiàng)卡后，選擇GPS并點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕。

如果您不熟悉Matlab，請(qǐng)參閱步驟4并查看上面的屏幕截圖。如果仍有問(wèn)題，請(qǐng)確保已連接到之前選擇的計(jì)算機(jī)（在設(shè)置選項(xiàng)卡中），并使用“connector on”命令中的鏈接檢查Matlab是否在線。

步驟6：使用程序

此系統(tǒng)的后臺(tái)正在進(jìn)行多項(xiàng)操作。 Arduino和pyton正在收集和記錄溫度數(shù)據(jù)，Matlab正在從您的手機(jī)收集GPS數(shù)據(jù)并運(yùn)行計(jì)算，以查看您離家有多遠(yuǎn)，并根據(jù)所有信息設(shè)置恒溫器。你進(jìn)來(lái)的地方是提供你的偏好。

運(yùn)行Matlab GUI代碼。打開(kāi).mlapp文件并查看第一個(gè)選項(xiàng)卡。您需要自己收集信息，加熱/冷卻裝置的效率和額定功率通?？梢栽谘b置上找到，而您的平均速度只是對(duì)您行駛速度的一個(gè)很好的估計(jì)。輸入值后，點(diǎn)擊“運(yùn)行診斷”按鈕，程序控制恒溫器收集有關(guān)房屋的信息。

轉(zhuǎn)到下一個(gè)菜單。

步驟7：溫度控制

此菜單允許您在家中和離開(kāi)時(shí)選擇您喜歡的溫度。將溫度＃1設(shè)置為您的舒適溫度，將溫度＃2設(shè)置為對(duì)您的家庭安全的高或低值（確保您在家中有狗等時(shí)不將其設(shè)置為100度）。

步驟8：歷史數(shù)據(jù)

最后，您可以使用自動(dòng)控制來(lái)查看您節(jié)省的金額。這基本上估算了如果恒溫器24/7設(shè)定為您的首選溫度，然后減去實(shí)際使用的能量，將使用多少能量。